路面结构设计计算示例.docx

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28 / 29
路面结构设计计算

1 试验数据处理
1.1 路基干湿状态和回弹模量
1.1.1 路基干湿状态
路基土为粘性土，地下水位距路床顶面高度0.98m~1.85m。查路基临界高度参考值表可知IV5区H1=1.7~1.9m，H2=1.3~1.4m，H3=0.9~1.0m，本路段路基处于过湿~中湿状态。

1.1.2 土基回弹模量
1) 承载板试验
表1.1 承载板试验数据
承载板压力
（）
回弹变形
（0.01mm)
拟合后的回弹变形
(0.01mm)
0.02
20
10
0.04
35
25
0.06
50
41
0.08
65
57
0.10
80
72
0.15
119
剔除
0.20
169
剔除
0.25
220
剔除
计算路基回弹模量时，只采用回弹变形小于1mm的数据，明显偏离拟合直线的点可剔除。拟合过程如图所示：

路基回弹模量：

2）贝克曼梁弯沉试验
表1.2 弯沉试验数据
测点
回弹弯沉（0.01mm）
1
155
2
182
3
170
4
174
5
157
6
200
7
147
8
173
9
172
10
207
11
209
12
210
13
172
14
170
根据试验数据：
=lin=155+…+17014=178.43
s=li-2n-1=20.56(0.01mm)
式中：——回弹弯沉的平均值（0.01mm）；
S——回弹弯沉测定值的标准差（0.01mm）；
li ——各测点的回弹弯沉值（0.01mm）；
n ——测点总数。
根据规范要求，剔除超出的测试数据，重新计算弯沉有效数据的平均值和标准差。计算代表弯沉值：
l1=+zas=178.43+1.645×20.56=212.25
Za为保证率系数，高速公路、一级公路取2.0，二、三级公路取1.645，四级公路取1.5。土基的回弹模量：

1.2 二灰土回弹模量和强度
1.2.1 抗压回弹模量
二灰土抗压回弹模量为：735MPa。

1.2.2 f50mm×50mm试件劈裂试验
表1.3 二灰土试件劈裂试验数据
f50mm×50mm试件劈裂试验
最大荷载（N）
（kPa）
处理结果
1
926
235.80
选用
2
982
250.06
选用
3
1042
265.34
选用
4
986
251.08
选用
5
1049
267.13
剔除
6
881
224.34
剔除
有效数据平均值（kPa）
250.57
有效数据样本标准差S（kPa）
12.07
变异系数Cv（%）
4.82
变异系数应小于6%，否则可在剔除偏差较大的数据后，重新计算平均值和标准差。设计值为：

σtd=-1．645s＝250．57-1．645×12.07=230.71(kpa)

1.3 二灰稳定砂砾回弹模量和强度
1.3.1 二灰稳定砂砾回弹模量
二灰稳定砂砾回弹模量为：1530MPa。

1.3.2 二灰稳定砂砾f100mm×100mm试件劈裂试验
表1.4 二灰砂砾试件劈裂试验数据
f100mm×100mm试件劈裂试验
最大荷载（N）
（kPa）
处理结果
1
10538
671.21
选用
2
11735
747.45
选用
3
11889
757.26
选用
4
10794
687.52
选用
5
10570
673.25
选用
6
11519
733.69
选用
7
11444
728.92
选用
8
11671
743.38
选用
9
12156
774.27
选用
有效数据平均值（kPa）
724.10
有效数据样本标准差S（kPa）
37.70
变异系数（%）
5.2
变异系数应小于10%，否则可在剔除偏差较大的数据后，重新计算平均值和标准差。设计值为：

σtd=-1．645s＝724.10-1.645×37.70=662.08(kpa)
1.4 中粒式沥青混凝土回弹模量和强度
1.4.1 抗压回弹模量
20℃时抗压回弹模量：1079(MPa)
15℃时抗压回弹模量：1606(MPa)

1.4.2 15℃时 f101.6mm×63.5mm试件劈裂试验
表1.5 沥青混凝土试件劈裂试验数据
f101.6mm×63.5mm试件
劈裂试验
最大荷载（N）
（kPa）
处理结果
1
10746
1060.91
选用
2
10037
990.92
选用
3
10557
1042.25
选用
4
9248
913.02
选用
5
10074
994.57
选用
6
10879
1074.04
选用
有效数据平均值（kPa）
1012.62
有效数据样本标准差S（kPa）
59.5
变异系数（%）
5.2
设计值取为：

σtd==1012.62(kpa)

1.5 水泥混凝土抗折强度
表1.6 水泥混凝土试件弯拉强度试验数据
组别
试件
极限荷载（kN）
（kPa）
处理结果
1
1
39
4933.3
选用
2
39
5067.7
选用
3
38
5333.3
选用
有效数据平均值= 5111.1（kPa）
2
1
39
5600.0
选用
2
39
5733.3
选用
3
39
5466.7
选用
有效数据平均值=5600.0（kPa）
一组3个试件，以3个试件测值的算术平均值为测定值。如任一个测值与中值的差值超过中值的15%时，则取中值为测定值。如有两个测值与中值的差值均超过上述规定时，则该组试验结果无效。因此第1组测定值为5.11MPa，第2组测定值为5.60MPa。一般情况下，用于路面设计的弯拉（抗折）强度标准值可取多组测定值的代表强度：

因试验数据仅有2组，弯拉强度标准值fr按规范要求取5.0MPa。
2 沥青路面设计
2.1 轴载分析
该道路的交通组成情况如表2.1所示。
表2.1 交通组成表
车型
前轴重
后轴重
后轴数
后轴轮组数
后轴距（m）
交通量
解放 CA10B
19.40
60.85
1
双
—

解放 CA390
35.00
70.15
1
双
—

东风 EQ140
23.70
69.20
1
双
—

黄河 JN150
49.00
101.60
1
双
—

黄河 JN253
55.00
66.00
2
双
< 3

长征 XD980
37.10
72.65
2
双
< 3

日野 ZM440
60.00
100.00
2
双
< 3

日野 KB222
50.20
104.30
1
双
—

太拖拉 138
51.40
80.00
2
双
< 3

小客车

2.1.1 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力的累计当量轴次
沥青路面设计以单轴双轮组 BZZ—100kN 作为标准轴载。
1) 轴载换算
轴载换算采用如下计算公式：

式中：N —标准轴载当量轴次，次/日；
Ni —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；
P —标准轴载，kN；
Pi —被换算车辆的各级轴载，kN；
k —被换算车辆的类型数；
—轴载系数，,为轴数。当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算，当轴间距离小于3m时，应考虑轴数系数。
—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。
轴载换算结果如表2.2所示。

表2.2 轴载换算表（一）
车型

解放 CA10B
后轴
60.85
1
1

解放 CA390
前轴
35.00
1
6.4

后轴
70.15
1
1

东风 EQ140
后轴
69.20
1
1

黄河 JN150
前轴
49.00
1
6.4

后轴
101.60
1
1

黄河 JN253
前轴
55.00
1
6.4

后轴
66.00
2.2
1

长征 XD980
前轴
37.10
1
6.4

后轴
72.65
2.2
1

日野 ZM440
前轴
60.00
1
6.4

后轴
100.00
2.2
1

日野 KB222
前轴
50.20
1
6.4

后轴
104.30
1
1

太拖拉 138
前轴
51.40
1
6.4

后轴
80.00
2.2
1

合计

备注：轴载小于25kN的轴载作用不计。

2) 累计当量轴次计算
根据设计规范，高速公路沥青路面的设计年限为 15年，六车道的车道系数是0.3~0.4，取0.35，γ = 5.3%，累计当量轴次：

2.1.2 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次
1) 轴载换算
验算半刚性基层层底拉应力公式为：

式中： —轴组系数，；
—轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1，四轮组为0.09。
计算结果如表2.3所示。
表2.3 轴载换算表（二）
车型

解放 CA10B
后轴
60.85
1
1

解放 CA390
后轴
70.15
1
1

东风 EQ140
后轴
69.20
1
1

黄河 JN150
后轴
101.60
1
1

黄河 JN253
前轴
55.00
1
18.5

后轴
66.00
3
1

长征 XD980
后轴
72.65
3
1

日野 ZM440
前轴
60.00
1
18.5

后轴
100.00
3
1

日野 KB222
前轴
50.20
1
18.5

后轴
104.30
1
1

太拖拉 138
前轴
51.40
1
18.5

后轴
80.00
3
1

合计

备注：轴载小于 50kN 的轴载作用不计。

2) 累计当量轴数计算
根据设计规范，高速公路沥青路面的设计年限为 15年，六车道的车道系数是 0.3~0.4，取 0.35,γ = 5.3%，累计当量轴次：

2.2 路面结构组合设计
本道路位于IV5区，地下水位较高，所以需要考虑干燥（中湿）和潮湿（过湿）两种情况进行路面结构设计。
2.2.1 路基干燥（中湿）情况沥青路面结构
根据本地区的路用材料、已有的工程经验和典型路面结构，拟定了两个路面结构方案。根据各结构层的混合料类型、最小施工厚度、施工机具等因素，初步确定了各结构层厚度。
该公路地处 IV5区，属江南丘陵过湿地区，根据气候资料，该地区年降水量大于 1500mm；年最高月平均气温大于30℃，且高温季节长，年最低气温大于−9℃；春夏东南季风造成的梅雨和下雨与高温季节重叠，形成明显不利季节。
根据地区交通组成资料和自然区划，地下水、地面水和重车渠化将是影响路面使用的重要原因。因气候湿热，沥青材料的高温稳定性、水稳定性，半刚性基层的水稳定性是要重点考虑的问题。在进行路面结构设计的时候，尽量采用热稳定性和水稳定性和结构强度好的材料。路面沥青材料采用标号低，粘附性能好的材料。
同时，该公路 地处湖南中部，根据湖南省政府发展中部地区经济的精神以及中南六省有关“中部崛起”的战略，可以预见，该公路的规划和修建除交通原因外还有巨大的社会意义。因此，须保证该公路良好的使用性能和耐久性，进行结构设计时，在经济允许的情况下，尽量使用技术性能好的结构材料。
……
综合上述原因，在本设计中采用方案 A（推荐方案）进行设计计算。

2.2.2 路基潮湿（过湿）情况沥青路面结构
当路基地下水位较高时，土质易受湿度的影响，导致路基承载力降低。首先应采用有效的措施降低地下水位，其次是设置防水垫层，隔断地下水对路面结构的不利影响，且提高路面结构的整体承载力。在同一个建设项目，为方便施工的组织，降低工程成本，路面结构不宜变化过大，因此路基潮湿路段路面结构与干燥、中湿路基段路面结构基本相同，仅增加一个防水垫层。路面结构组合方案如下：

2.3 路面结构厚度计算
2.3.1 土基回弹模量
根据试验资料处理，干燥路段土基回弹模量为48.86MPa，考虑到该地区地质水文情况，设计中选用40.00MPa进行计算。
潮湿路段土基回弹模量为33.17MPa，考虑到该地区地质水文情况，设计中选用30.00MPa进行计算。

2.3.2 设计指标
1) 设计弯沉值
计算公式为：

式中：ld ——设计弯沉值（0.01mm）；
Ne ——设计年限内一个车道累计当量标准轴载通行次数；
Ac ——公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0；
As ——面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；
Ab ——路面结构类型系数，刚性基层、半刚性基层、沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6。若基层由半刚性材料层与柔性材料层组合而成，则Ab介于两者之间通过线性内插决定。

2) 各层材料的容许层底拉应力

细粒式密级配沥青混凝土：

中粒式密级配沥青混凝土：

粗粒式密级配沥青混凝土：

水泥稳定碎石：

二灰稳定碎石：

2.3.3 路面结构计算
1）干燥（中湿）路段
各层材料的抗压模量与劈裂强度如表2.4。
表2.4 路面结构层材料参数
材料名称
厚度（cm）
抗压模量（MPa）
劈裂强度
（MPa）
20℃
15℃
细粒式沥青混凝土
4
1400
2000
1.2
中粒式沥青混凝土
5
1072
1930
0.8
粗粒式沥青混凝土
7
1000
1300
0.6
水泥稳定碎石
35
1500
3600
0.5
二灰稳定砂砾
20
1300
3600
0.5
土基
—
40.00
—

采用BISAR3.0程序分析计算路表弯沉值和各结构层底部拉应力。
路表弯沉值按下式计算：

式中：F——弯沉综合修正系数，按下式计算：

采用程序计算得到的理论弯沉值lL = 36.25（0.01mm）
可求得路表弯沉计算值：

采用Bisar3.0程序计算各层层底拉应力汇总于表2.5。
表2.5 路面结构拉应力计算结果
材料名称
厚度（cm）
层底拉应力
（MPa）
容许拉应力
（MPa）
细粒式沥青混凝土
4
-0.056
0.325
中粒式沥青混凝土
5
-0.023
0.217
粗粒式沥青混凝土
7
-0.075
0.163
水泥稳定碎石
35
0.119
0.183
二灰稳定碎石
20
0.079
0.279
土基
—
—
—
从计算结果可知，各结构层层底拉应力均小于容许拉应力，路面结构各层层底拉应力均满足《规范》要求。

2）潮湿（过湿）路段
各层材料的抗压模量与劈裂强度如表2.6。
表2.6 路面结构层材料参数
材料名称
厚度（cm）
抗压模量（MPa）
劈裂强度
（MPa）
20℃
15℃
细粒式沥青混凝土
4
1400
2000
1.2
中粒式沥青混凝土
5
1072
1930
0.8
粗粒式沥青混凝土
7
1000
1300
0.6
水泥稳定碎石
35
1500
3600
0.5
二灰稳定碎石
20
1300
3600
0.5
级配碎石
20
225
—
土基
—
30.00
—

采用BISAR3.0程序分析计算路表弯沉值和各结构层底部拉应力。
路表弯沉值按下式计算：

式中：F——弯沉综合修正系数，按下式计算：

采用程序计算得到的理论弯沉值lL = 43.63（0.01mm）
可求得路表弯沉计算值：

采用Bisar3.0程序计算各层层底拉应力汇总于表2.7。
表2.7 路面结构拉应力计算结果
材料名称
厚度（cm）
层底拉应力
（MPa）
容许拉应力
（MPa）
细粒式沥青混凝土
4
-0.016
0.325
中粒式沥青混凝土
5
-0.019
0.217
粗粒式沥青混凝土
7
-0.075
0.163
水泥稳定碎石
35
0.052
0.183
石灰土稳定碎石
20
0.151
0.279
级配碎石
20
—
—
土基
—
—
—
从计算结果可知，各路面结构层层底拉应力均小于容许拉应力，路面结构各层层底拉应力均满足《规范》要求。

3 水泥混凝土路面设计
3.1 轴载分析
本道路交通组成如表3.1。
表3.1 交通组成表
车型
前轴重
后轴重
后轴数
后轴轮组数
后轴距（m）
交通量
解放 CA10B
19.40
60.85
1
双
—

解放 CA390
35.00
70.15
1
双
—

东风 EQ140
23.70
69.20
1
双
—

黄河 JN150
49.00
101.60
1
双
—

黄河 JN253
55.00
66.00
2
双
< 3

长征 XD980
37.10
72.65
2
双
< 3

日野 ZM440
60.00
100.00
2
双
< 3

日野 KB222
50.20
104.30
1
双
—

太拖拉 138
51.40
80.00
2
双
< 3

小客车

3.1.1 轴载换算
路面设计以单轴双轮组BZZ—100kN作为标准轴载。

式中：Ns ——100kN的单轴双轮组标准轴载的通行次数；
Pi ——各类轴—轮型i级轴载的总重（kN）；
n ——轴型和轴载级位数；
Ni ——各类轴—轮型i级轴载的通行次数；
——轴—轮型系数。
单轴—双轮组：
单轴—单轮组：
双轴—双轮组：
三轴—双轮组：
轴载换算结果如表3.2所示。
表3.2 轴载换算表
车型

解放 CA10B
后轴
60.85
1.00
921
0.33
解放 CA390
后轴
70.15
1.00
965
3.32
东风 EQ140
后轴
69.20
1.00
1028
2.84
黄河 JN150
前轴
49.00
416.50
1009
4.64

后轴
101.60
1.00
1009
1300.74
黄河 JN253
前轴
55.00
396.30
925
25.7

后轴
132.00
3.655E-06
925
0.29
长征 XD980
后轴
145.30
3.578E-06
645
0.91
日野 ZM440
前轴
60.00
381.70
765
82.38

后轴
200.00
3.335E-06
765
137.20
日野 KB222
前轴
50.20
412.10
1306
8.75

后轴
104.30
1.00
1306
2561.49
太拖拉 138
前轴
51.40
408.00
217
2.10

后轴
160.00
3.503E-06
217
1.40
合计
4162.09
备注：轴载小于40kN的轴载作用不计。

3.1.2 计算累计当量轴次
根据设计规范，高速公路混凝土路面设计基准期为30年，安全等级为一级，轮迹横向分布系数η在0.17~0.22之间，取0.20，gr=0.053，则：

累计交通量在100 ×104 ~ 2000 ×104之间，属于重交通。

3.2 路面结构组合设计
本设计考虑干燥（中湿）和潮湿（过湿）两种情况进行路面设计。

3.2.1 干燥（中湿）情况路面结构组合
本公路交通等级为重交通，地处 IV5区，属江南丘陵过湿区，年降水量大于1500mm，地下水位高。月平均气温大于30℃，高温季节长。春夏两季有较长时间的集中降水。
选择设计方案主要考虑的问题有：
（1）路面的结构强度和耐久性；
（2）基层、底基层的稳定性，特别是水稳定性；
（3）经济性和施工便利。
从我省混凝土路面的使用经验来看，由于基层、底基层的水稳定性不良而造成的道路使用性能下降和道路破坏的情况较为常见，因此，路面结构设计方案应着重考虑了基层、底基层的水稳定性能。考虑沿线可利用的材料来源、路面结构水稳定性要求以及本地水泥混凝土路面建设经验，拟定两个路面结构方案。

从路面结构承载性能方面比较，B方案优于A方案，但从以往水泥混凝土路面的使用经验来看，提升的空间不大。从经济性和施工便利方面考虑，B方案也较好。同时，在公路沿线有大量碎石、砂砾、粉煤灰等可用于稳定类基层建造的材料，可大大节省投资。鉴于本地区水泥混凝土路面因排水不良引起损坏的问题较多，本设计以方案A为推荐方案。

3.2.2 潮湿（过湿）情况路面结构组合
当路基地下水位较高时，土质易受湿度的影响，导致路基承载力降低。首先应采用有效的措施降低地下水位，其次是设置防水垫层，隔断地下水对路面结构的不利影响，且提高路面结构的整体承载力。在同一个建设项目，为方便施工的组织，降低工程成本，路面结构不宜变化过大，因此路基潮湿路段路面结构与干燥、中湿路基段路面结构基本相同，仅增加一个防水垫层。路面结构组合方案如下：

3.2.3 路面结构和横断面
一级公路相应的安全等级为二级，变异水平为中，根据一级公路、重交通等级和中级变异水平等级，初拟普通混凝土面层厚度为260mm，基层采用水泥稳定粒料，厚度为200mm。普通混凝土板的平面尺寸为长5.0m，宽度从中央分隔带至路肩依次为4.25m、3.75m、3.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。硬路肩混凝土面层与行车道等厚。

3.3 路面结构厚度计算
3.3.1 干燥（中湿）路段
1）确定基层顶面当量回弹模量
根据设计资料，土基回弹模量E0 = 40.0 MPa，多孔隙水泥稳定碎石E1 = 1300 MPa，水泥稳定粒料E2 = 1500 MPa。混凝土设计弯拉强度fc= 5.0 MPa，Ec = 3.1×104 MPa。基层顶面当量回弹模量如下：

式中：——基层顶面的当量回弹模量；
——路床顶面的回弹模量；
——基层和底基层或垫层的当量回弹模量；
——多孔隙水泥碎石回弹模量；
——水泥稳定粒料回弹模量；
——基层和底基层或垫层的当量厚度；
——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度；
——多孔隙水泥碎石厚度；
——水泥稳定粒料厚度；
a、b ——与有关的回归系数。
普通混凝土面层的相对刚度半径按规范式（B.1.3-2）计算：

2）计算荷载疲劳应力
按规范式（B.1.3），标准轴载在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力为：

因纵缝为设拉杆平缝，考虑接缝传荷能力的应力折减系数Kr = 0.87。考虑设计基准期内应力累计疲劳作用的疲劳应力系数Kf = Ne0.057 = 191319000.057 =2.600。根据公路等级，考虑偏载和动载等因素，对路面疲劳损坏影响的综合系数Kc = 1.25。按规范式（B.1.2），荷载疲劳应力为：

3）计算温度疲劳应力
由《规范》查得，IV区最大的温度梯度取92（℃/m）。板长4.5m，l/r = 4.5/0.717 = 6.276，
由图B.2.2可查得普通混凝土板厚h =260mm时，Bx = 0.580，按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力为：

温度疲劳应力系数按式（B.2.3）计算为：

再由式（B.2.1）计算温度疲劳应力为

查表3.0.1，一级公路的安全等级为二级，相应于二级安全等级的变异水平为中级，目标可靠度为90%。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表3.0.3，确定可靠度系数γr = 1.16，按式（3.0.3）：

所选普通混凝土面层厚度可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。

3.3.2 潮湿（过湿）路段
1）确定基层顶面当量回弹模量
由设计资料知，土基回弹模量E0 = 30.0MPa，多孔隙水泥碎石E1 =1300 MPa，水泥稳定粒料E2 =1500 MPa，混凝土设计弯拉强度fcm = 5.0 MPa，Ec =31000 MPa。计算基层顶面当量回弹模量如下：

式中：——基层顶面的当量回弹模量；
——路床顶面的回弹模量；
——基层和底基层或垫层的当量回弹模量；
——多孔隙水泥碎石回弹模量；
——水泥稳定粒料回弹模量；
——基层和底基层或垫层的当量厚度；
——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度；
——多孔隙水泥碎石厚度；
——水泥稳定粒料厚度；
a、b ——与有关的回归系数。
普通混凝土面层的相对刚度半径按规范式（B.1.3-2）计算：

2）计算荷载疲劳应力
按规范式（B.1.3），标准轴载在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力为：

因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数Kr = 0.87；考虑设计基准期内应力累计疲劳作用的疲劳应力系数Kf = Ne0.057 = 191319000.057 = 2.600；根据公路等级，考虑偏载和动载等因素，对路面疲劳损坏影响的综合系数Kc =1.25。按式（B.1.2），荷载疲劳应力为：

3）计算温度疲劳应力
由《规范》查得，IV区最大的温度梯度取92（℃/m）。板长4.5m，l/r = 4.5/0.752 = 5.984，由图B.2.2可查得普通混凝土板厚h =260mm时，Bx = 0.580，按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力为：

温度疲劳应力系数Kt，按式（B.2.3）计算为：

再由式（B.2.1）计算温度疲劳应力为：

查表3.0.1，一级公路的安全等级为二级，相应于二级安全等级的变异水平为中级，目标可靠度为90%。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表3.0.3，确定可靠度系数γr = 1.16。

所以，所选普通混凝土面层厚度可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。

3.4 水泥混凝土路面接缝设计
3.4.1 纵向接缝
（1）纵向接缝的布设视路面宽度和施工铺筑宽度而定：
一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝。纵向施工缝采用平缝形式，上部应锯切槽口，深度为30~40 mm，宽度为3~8 mm，槽内灌塞填缝料，见水泥混凝土路面接缝构造图；一次铺筑宽度大于 4.5 m 时，应设置纵向缩缝。纵向缩缝采用假缝形式，锯切的槽口深度应大于施工缝的槽口深度。采用粒料基层时，槽口深度应为板厚的1/3；采用半刚性基层时，槽口深度为板厚的 2/5，见水泥混凝土路面接缝构造图。
（2）纵缝与路线中缝平行。在路面等宽的路段内或路面变宽路段的等宽部分，纵缝的间距和形式应保持一致。路面变宽段的加宽部分与等宽部分之间，以纵向施工缝隔开。加宽板在变宽段起终点处的宽度不小于1 m。
（3）拉杆应采用螺纹钢筋，设在板后中央，并对拉杆中部100 mm范围内进行防锈处理。拉杆的直径、长度和间距，参照表3.3。施工布设时，拉杆间距应按横向接缝的实际位置予以调整，最外侧的拉杆距横向接缝的距离不小于100 mm。
表3.3 拉杆直径、长度和间距（mm）
面层厚度（mm）
到自由边或未设拉杆纵缝的距离（m）
3.00
3.50
3.75
4.50
6.00
7.50
200~250
14×700×900
14×700×800
14×700×700
14×700×600
14×700×500
14×700×400
250~300
16×800×900
16×800×800
16×800×700
16×800×600
16×800×500
16×800×400
备注：拉杆直径、长度和间距的数字为直径×长度×间距。

3.4.2 横向接缝
（1）每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设置横向施工缝，其位置应尽可能选在缩缝或胀缝处。设在缩缝处的施工缝，采用传力杆的平缝形式；设在胀缝处的施工缝，其构造与胀缝相同。遇有困难需设在缩缝之间时，施工缝采用设拉杆的企口缝形式。见水泥混凝土路面接缝构造图。
（2）横向缩缝间距布置，采用设传力杆假缝形式，其构造见水泥混凝土路面接缝构造图。
（3）横向缩缝顶部应锯切槽口，深度为面层厚度的1/5~1/4，宽度为3~8 mm，槽内填塞填缝缝料。横向缩缝槽口宜增设深20 mm、宽6~10 mm的浅槽口，见水泥混凝土路面接缝构造图。
（4）在邻近桥梁或其他固定构造物处或其他道路相交处设置横向胀缝。设置的胀缝条数视膨胀量大小而定。胀缝宽20 mm，缝内设置填缝板和可滑动的传力杆。胀缝的构造见水泥混凝土路面接缝构造图。
（5） 传力杆应采用光面钢筋。传力杆直径 32 mm，长度 450 mm，间距 300 mm。最外侧传力杆距纵向接缝或自由边的距离为 150~250 mm。

3.4.3 端部处理
（1）混凝土路面与固定构造物相衔接的胀缝无法设置传力杆时，可在毗邻构造物的板端部内配置双层钢筋网；或在长度约为6~10倍板厚的范围内逐渐将板厚增加20%。
（2）混凝土路面与桥梁相接，桥头设有搭板时，应在搭板与混凝土面层板之间设置长6~10 m的钢筋混凝土面层过渡板。后者与搭板间的横缝采用设拉杆平缝形式，与混凝土面层间的横缝采用设传力杆胀缝形式。膨胀量大时，应连续设置2~3 条设传力杆胀缝。当桥梁为斜交时，钢筋混凝土板的锐角部分应采用钢筋网补强。桥头未设搭板时，宜在混凝土面层与桥台之间设置长10~15 m的钢筋混凝土面层板；或设置由混凝土预制块面层或沥青面层铺筑的过渡段，其长度不小于8 m。
（3）混凝土路面与沥青路面相接时，其间应设置至少3 m长的过渡段。过渡段的路面采用两种路面呈阶梯状叠合布置，其下面铺设的变厚度混凝土过渡板的厚度不得小于200 mm。过渡板与混凝土面层相接处的接缝内设置直径25 mm、长700 mm、间距400mm的拉杆。混凝土面层毗邻该接缝的1~2条横向接缝应设置胀缝。

4 旧路补强设计
4.1 设计基本资料
该道路位于湖南省境内，等级为三级，原路面为5cm的沥青贯入碎石路面，随着使用年限的增加，表面性能和承载能力不断降低，需采取修复措施恢复及提高道路的使用性能。

4.1.1 道路交通组成情况
表4.1 交通组成
车型
前轴重
后轴重
后轴数
后轴轮组数
后轴距（m）
交通量
（辆/昼夜）
解放CA10B
19.40
60.85
1
双
—
51
解放CA390
35.00
70.15
1
双
—
44
东风EQ140
23.70
69.20
1
双
—
266
黄河JN150
49.00
101.60
1
双
—
197
黄河JN253
55.00
66.00
2
双
< 3
127
小汽车

1628
交通量年增长率为：5.2%

4.1.2 旧路弯沉资料
表4.2 旧路弯沉数据
里程桩号
弯沉值（0.01mm）
里程桩号
弯沉值（0.01mm）
里程桩号
弯沉值（0.01mm）
K0+000
171
K2+000
220
K4+000
204
K0+050
156
K2+050
231
K4+050
187
K0+100
162
K2+100
219
K4+100
186
K0+150
164
K2+150
217
K4+150
197
K0+200
174
K2+200
230
K4+200
195
K0+250
162
K2+250
235
K4+250
185
K0+300
161
K2+300
217
K4+300
184
K1+350
173
K3+350
228
K5+350
202
K1+400
153
K3+400
230
K5+400
185
K1+450
160
K3+450
236
K5+450
190
K1+500
169
K3+500
224
K5+500
184
K1+550
167
K3+550
223
K5+550
187
K1+600
161
K3+600
215
K5+600
182
K1+650
170
K3+650
225
K5+650
194

4.2 沥青混凝土补强方案
4.2.1 轴载分析
旧路补强路面设计以单轴双轮组BZZ—100 kN作为标准轴载。
1）轴载换算
轴载换算采用如下计算公式：

轴载换算结果如表4.3所示。
表4.3 轴载换算表
车型
Pi
C1
C2
ni

解放 CA10B
后轴
60.85
1
1
51
5.88
解放 CA390
前轴
35.00
1
6.4
44
2.93

后轴
70.15
1
1
44
9.41
东风 EQ140
后轴
69.20
1
1
266
53.62
黄河 JN150
前轴
49.00
1
6.4
197
56.62

后轴
101.60
1
1
197
211.08
黄河 JN253
前轴
55.00
1
6.4
127
60.33

后轴
66.00
2.2
1
127
45.84
合计
445.72
注：轴载小于25kN的轴载作用不计。

2）累计当量轴数计算
根据设计